Analyse de projets d’installation photovoltaïque

Cours d’analyse de projets d’énergies propres Installation photovoltaïque sur un centre de recherche national, Québec, Canada Photo : Centre de la technologie de l’énergie de CANMET - Varennes © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Objectifs

• Réviser les principes de base des installations photovoltaïques • Décrire les enjeux importants d’une analyse de projet d’installation photovoltaïque • Présenter le modèle RETScreen ® pour les projets d’installation photovoltaïque © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Qu’est-ce que les installations PV fournissent?

Système d’éclairage solaire pour une maison, Ouest du Bengale, Inde • Électricité (CA/CC) • Pompage de l’eau …mais aussi…  Fiabilité  Simplicité  Système modulaire  Image  Silence Photos : Harin Ullal (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Composants d’une installation PV

• Modules • Stockage : batteries, réservoir • Conditionneur d’énergie  Onduleur  Contrôleur de charge   Redresseur Convertisseur CC à CC Source : Photovoltaics in Cold Climates , Ross & Royer, eds.

• Autres génératrices : diesel/essence, éolienne • Pompe © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Systèmes raccordés au réseau

• Intégration du PV  Distribué  Centralisé • Types de réseau  Central  Isolé • Ne sont habituellement pas rentables sans subventions Source : Photovoltaics in Cold Climates , Ross & Royer, eds.

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Systèmes hors réseau

• Configuration  Autonome  Hybride • Souvent très rentable  De petites charges sont préférables (< 10 kW p )  Coût d’investissement plus bas que le coût de l’extension du réseau  Coût d’exploitation et d’entretien plus bas que celui de génératrices et de batteries non rechargeables Source : Photovoltaics in Cold Climates , Ross & Royer, eds.

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Systèmes de pompage de l’eau

• Catégorie spéciale de système hors réseau • Souvent rentable  Abreuvoir à bétail  Alimentation en eau d’un village  Alimentation en eau sanitaire Source : Photovoltaics in Cold Climates , Ross & Royer, eds.

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Ressource solaire

• 1 W p de PV = 800 à 2 000 Wh par année  Latitude  Ennuagement • La ressource solaire hivernale est critique pour les systèmes hors réseau  Angles d’inclinaison plus grands (latitude +15º)  Systèmes hybrides • La ressource solaire annuelle est critique pour les systèmes raccordés au réseau  Photo : Environnement Canada Systèmes de poursuite solaire lorsqu’il y a une forte proportion de rayonnement solaire direct © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Corrélation entre la charge et l’énergie solaire

Positive Négative

• Corrélation saisonnière

 Irrigation  Chalet Photo : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX) Nulle Source : Photovoltaics in Cold Climates , Ross & Royer, eds.

• Corrélation diurne

 Positive, nulle et négative Photo : BP Solarex (NREL PIX) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2004.

Exemples de coûts de systèmes PV

 Maison raccordée au réseau, 1 kW (38º N, Californie)

Champ Onduleur Installation Divers

 Système hybride hors réseau de télécommunication, 2,5 kW (50º S, Argentine)

Champ Batterie Des.&Install Génératrice Source d’énergie Exploitation Divers

   Énergie = 1,6 MWh/an Coût = 0,35 $/kWh Coût du réseau = 0,08 $/kWh    Énergie = 5 MWh/an, (PV=50 %) Coût = 2,70 $/kWh Coût génératrice/batterie = 4,00 $/kWh © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Enjeux d’un projet d’installation photovoltaïque

• • • • • Distance du réseau électrique Coût d’une visite des lieux Coûts de l’exploitation et de l’entretien Fiabilité par rapport au coût Gérer les attentes • • Aspect social Valeurs intangibles     Image Bénéfices environnementaux Réduction du bruit et de la pollution visuelle Modularité et simplicité du système Station de relais NorthwesTel Mountaintop, Nord de la Colombie-Britannique, Canada Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Tibet, Botswana, Swaziland et Kenya

Lanterne solaire et systèmes PV résidentiels

• Le coût de l’extension du réseau est prohibitif • Petites charges • Entretien local • Simple • Fiable Batik réalisé à des fins éducatives Photo : Frank Van Der Vleuten (Renewable Energy World) Maison du personnel médical Système solaire résidentiel Photo : Simon Tsuo (NREL PIX) Système solaire résidentiel Photo : Energy Research Center of the Netherlands Photo : Vadim Belotserkovsky Photo : Energy Research Center of the Netherlands © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Finlande et Canada

Maisons et chalets en régions isolées

• Système modulaire • Simple • Réduction du bruit • Aucune ligne électrique Chalet Photo : Fortum NAPS ( Photovoltaics in Cold Climates) • Chalet : corrélation entre la charge et la saison • Maison habitée à l’année : systèmes hybrides Photo : Vadim Belotserkovsky Maison Photo : Vadim Belotserkovsky Système hybride © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Maroc et Brésil

Systèmes hybrides pour l’alimentation de villages

• Le coût de l’extension du réseau est prohibitif • • Le coût du diesel et de l’entretien des génératrices est élevé Les aspects humains    Attentes Gestion de la demande Impact social Village Collège rural Photo : BP Solarex (NREL PIX) Photo : Roger Taylor (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Antarctique et Canada

Système industriel : télécommunication et système de contrôle

• Sites très isolés…  Coûts d’exploitation et entretien  Génératrice et installation PV complémentaire • Système de contrôle sismique …et aussi… Photo : Northern Power Systems (NREL PIX) sites près du réseau électrique…  Coût du transformateur  Peut être réutilisé ailleurs  Plus fiable que le réseau électrique Contrôle d’une tête de puits de gaz Photo : Soltek Solar Energy © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Suisse et Japon

Bâtiments raccordés au réseau avec système PV

• Habituellement non rentable sans subventions • Motivé par :  Image Couverture de toit fait de PV Photo : Atlantis Solar Systeme AG  Bénéfices environnementaux  Stimulation du marché • Les engagements à long terme des fabricants, des gouvernements et des services publics ont amené des réductions de coûts PV intégré au vitrage d’un immeuble à bureaux Photo : Solar Design Associates (IEA PVPS) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Inde et États-Unis

Systèmes PV de pompage de l’eau

• Rentable lorsque hors réseau • Corrélation de la charge   Stockage dans un réservoir d’eau Corrélation entre la charge et la saison • Améliore la qualité de l’eau • Pratique Système d’abreuvoir à bétail • Fiable • Simple Photo : Jerry Anderson, Northwest Rural Public Power District (NREL PIX) Eau sanitaire Photo : Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Modèle RETScreen

®

pour les projets d’installation photovoltaïque

• Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre.

   Raccordé au réseau (central ou isolé) Hors réseau (PV/batterie ou PV/batterie/génératrice) Pompage de l’eau • • RETScreen ® nécessite seulement 12 points de données contre 8 760 pour les modèles de simulation horaire Non couvert actuellement :   Systèmes de concentrateurs Calculs de probabilité de perte de charge © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Calculs RETScreen

®

: installation photovoltaïque

Voir le e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen ® Chapitre Analyse de projet d’installation photovoltaïque © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemple : validation du modèle RETScreen ® pour les projets d’installation PV

• Système hybride PV/génératrice/batterie en Argentine comparé au modèle de simulation horaire HOMER   Charge de 500 W CA Champ PV de 1 kW p , batterie de 60 kWh, génératrice de 7,5 kW, onduleur de 1 kW calculée par RETScreen et par Homer Comparaison de la consommation en carburant du groupe électrogène par RETScreen et par Homer © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Conclusions

• • • Systèmes PV pour la production d’électricité en réseau, hors réseau et pour le pompage de l’eau La ressource solaire est bonne partout dans le monde  Systèmes PV installés dans tous les climats Coûts d’investissement élevés  Applications hors réseau rentables  Subventions nécessaires pour les applications raccordées au réseau • RETScreen horaire ® calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats d’une précision comparable à des outils de simulation • RETScreen ® permet des économies de coûts significatives pour la réalisation d’études préliminaires de faisabilité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Questions?

Module Analyse de projets d’installation photovoltaïque Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen ® International Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :

www.retscreen.net

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